[发明专利]一种自对准双层图形的形成方法

权利要求书

1.一种自对准双层图形的形成方法，其特征在于，包括：

步骤S01：提供一半导体衬底，且在所述半导体衬底上依次形成有氧化硅层、多晶硅层、无定形碳层、硬掩膜介质层和光刻胶层，并对所述光刻胶层进行曝光显影；

步骤S02：通过刻蚀工艺依次对所述硬掩膜介质层和无定形碳层进行刻蚀，直到暴露出所述多晶硅层上表面和无定形碳层的顶部表面，以形成无定形碳核心图形；

步骤S03：在所述无定形碳核心图形侧壁、顶部表面以及多晶硅层上表面形成氮化硅层；

步骤S04：去除所述无定形碳核心图形顶部表面的氮化硅层，以及所述多晶硅层上表面的氮化硅层，以形成氮化硅侧墙；

步骤S05：去除所述无定形碳核心图形，并以所述氮化硅侧墙为阻挡层对多晶硅层进行刻蚀；

步骤S06：去除所述氮化硅侧墙，形成自对准双层图形。

2.根据权利要求1所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，所述步骤S01中，所述光刻胶层的下表面涂布底部抗反射层；所述步骤S02中，通过刻蚀工艺依次对所述底部抗反射层、硬掩膜介质层和无定形碳层进行刻蚀。

3.根据权利要求2所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，所述步骤S02中的刻蚀工艺采用等离子干法刻蚀工艺。

4.根据权利要求3所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，通入反应气体HBr、O₂、CF₄其中的一种或几种的组合来刻蚀所述底部抗反射层；通入反应气体CF₄对所述硬掩膜介质层进行刻蚀；通入反应气体SO₂或/和O₂对所述无定形碳层进行刻蚀。

5.根据权利要求1所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，所述步骤S03中的氮化硅层是通过原子层淀积工艺生长形成的。

6.根据权利要求5所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，所述原子层淀积工艺中通入反应气体SiH₂CL₂作为前躯体材料，然后通入反应气体NH₃与SiH₂CL₂发生反应生成氮化硅层，以此为一个周期；重复N个周期循环，以达到所述氮化硅层预设的厚度；其中，N为大于等于一的整数。

7.根据权利要求1所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，所述步骤S04中的去除工艺是采用等离子干法刻蚀工艺；通入CF₄与CHF₃的混和气体对所述氮化硅层进行回刻蚀。

8.根据权利要求1所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，步骤S05中，通入反应气体SO₂或/和O₂对所述无定形碳核心图形进行刻蚀。

9.根据权利要求1所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，所述步骤S05中，对多晶硅层进行刻蚀具体包括：

步骤S051：对多晶硅层进行主刻蚀；采用气体CL₂、CF₄、N₂、SF₆其中的一种或几种的组合来刻蚀所述多晶硅层；

步骤S052：对多晶硅层进行辅刻蚀；采用气体HBr、O₂、He其中的一种或几种的组合来刻蚀剩余所述多晶硅层。

10.根据权利要求1所述的自对准双层图形的形成方法，其特征在于，所述步骤S06中的去除工艺是采用湿法刻蚀工艺；所述刻蚀工艺采用热磷酸溶剂浸泡所述氮化硅侧墙。